焊接技术论文提纲

论文题目：冷金属过渡焊接技术、激光熔覆和等离子堆焊对Q235钢基体残余应力的影响

摘要：Q235钢是用途最广的低碳结构钢,具有塑性和韧性良好、焊接性好、价格便宜等优点,广泛应用于锅炉、压力容器和模具制造等各个方面。但是在高温条件下,Q235钢的耐磨性和硬度不够,对Q235钢进行表面熔覆以提高其表面性能具有很重要的实际意义。然而在熔覆过程中由于不均匀的热输入,焊件不可避免地产生一定的残余应力。残余应力不仅会对焊件的强度、加工精度及使用寿命等产生一定的影响,严重时甚至会产生冷裂纹,造成基体开裂等质量事故。因此,分析和研究熔覆后Q235钢基体上残余应力分布情况对改善表面熔覆技术及确保焊件的安全是十分有必要的。热处理工艺是确保焊件质量以及提高焊件承载能力和可靠性的关键工艺。特别对于焊接构件,退火热处理对降低或者消除残余应力具有不可替代的作用,是防止焊件应力腐蚀开裂的有效方法之一。因此,制订合适的退火热处理方案,为表面熔覆有316L不锈钢的Q235钢残余应力的消除提供参考,是非常具有工程意义的。本文分别用冷金属过渡焊接技术、激光熔覆以及等离子堆焊三种熔覆方法对Q235钢表面熔覆316L不锈钢,采用盲孔法分别测出冷金属过渡焊接、激光熔覆、等离子堆焊后Q235钢基体上的残余应力,并分析了基体上残余应力的分布情况及特点,并讨论了不同的焊后退火温度对焊接残余应力的影响。研究结果表明:（1）Q235钢基体经冷金属过渡焊接、激光熔覆、等离子堆焊后焊件的残余应力在热影响区均为残余拉应力。而激光熔覆试样的热影响区要小于冷金属过渡焊接试样以及等离子堆焊试样;对于热影响区残余应力的值,激光熔覆试样最大,其次是冷金属过渡焊接试样,等离子堆焊试样最小。（2）对Q235钢基体进行冷金属过渡焊接或激光熔覆或等离子堆焊,基体上初始的应力状态对焊后热影响区残余应力的影响不大。（3）对比未进行焊后热处理与进行400℃×1h、600℃×1h焊后退火热处理试样,发现经过焊后退火热处理后,纵向残余应力和横向残余应力均得到明显地下降,而焊后退火温度为600℃时,残余应力下降的幅度更大。

关键词：Q235钢;冷金属过渡焊接技术;激光熔覆;等离子堆焊;残余应力;退火热处理

学科专业：材料工程（专业学位）

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 Q235钢的特点及应用

1.3 表面熔覆方法及应用

1.3.1 冷金属过渡焊接技术

1.3.2 激光熔覆

1.3.3 等离子堆焊

1.4 残余应力研究现状

1.4.1 残余应力的定义与分类

1.4.2 残余应力的产生机理

1.4.3 残余应力的测量方法

1.4.4 残余应力的消除

1.5 课题研究意义及内容

2 实验部分

2.1 实验材料

2.2 实验准备及工艺

2.2.1 熔覆实验前准备

2.2.2 冷金属过渡焊接实验

2.2.3 激光熔覆实验

2.2.4 等离子堆焊实验

2.3 试样的制备

2.4 热处理工艺

2.4.1 焊前基体去应力退火实验

2.4.2 焊后退火热处理实验

2.5 盲孔法测残余应力的实验方法和过程

2.5.1 实验设备

2.5.2 实验步骤

3 冷金属过渡焊接技术对基体残余应力的影响

3.1 基体焊前残余应力的分布

3.2 冷金属过渡焊接后基体残余应力的分布

3.3 基体焊前应力状态对冷金属过渡焊接后最终残余应力的影响

3.4 焊后热处理对冷金属过渡焊接试样残余应力的影响

3.4.1 焊后热处理对基体(未退火)残余应力的影响

3.4.2 焊后热处理对基体(退火)残余应力的影响

3.5 本章小结

4 激光熔覆对基体残余应力的影响

4.1 激光熔覆后基体残余应力的分布

4.2 基体焊前应力状态对激光熔覆后最终残余应力的影响

4.3 焊后热处理对基体残余应力的影响

4.3.1 焊后热处理对基体(未退火)残余应力的影响

4.3.2 焊后热处理对基体(退火)残余应力的影响

4.4 本章小结

5 等离子堆焊对基体残余应力的影响

5.1 等离子堆焊后基体残余应力的分布

5.2 基体焊前应力状态对等离子堆焊后最终残余应力的影响

5.3 焊后热处理对基体残余应力的影响

5.3.1 焊后热处理对基体(未退火)残余应力的影响

5.3.2 焊后热处理对基体(退火)残余应力的影响

5.4 Q235钢冷金属过渡焊、激光熔覆、等离子堆焊后残余应力对比分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

致谢